解答つき反応器の設計(CSTR と PFR)ワークシート

無料で印刷できる反応器の設計(CSTR と PFR)のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
V = ?, k = 0.12 min⁻¹Q = 25 L/minX = 75%

k = 0.12 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、25 L/min で供給される連続槽型反応器(CSTR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 75% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 25 L/mink = 0.12 min⁻¹X = 75%
V = L
2.やさしい
τ = ?k = 0.1 min⁻¹X = 95%

k = 0.1 min⁻¹ の液相 1 次反応を CSTR で定常状態で行う。反応率 95% に達するのに必要な空間時間 τ を求めよ。

k = 0.1 min⁻¹X = 95%
τ = min
3.ふつう
Q = 20 L/minX = 95%V = ?, k = 0.5 min⁻¹

k = 0.5 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、20 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 95% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 20 L/mink = 0.5 min⁻¹X = 95%
V = L
4.ふつう
Q = 10 L/minX = 80%V = ?, k = 0.4 min⁻¹

k = 0.4 min⁻¹ の液相 1 次反応 A → B を、10 L/min で供給される押出し流れ反応器(PFR)で行う。 密度は一定で、反応器は定常状態にある。A の反応率 80% に必要な反応器体積 V をリットルで求めよ。

Q = 10 L/mink = 0.4 min⁻¹X = 80%
V = L
5.むずかしい
V = 2000 LV = 2000 LQ = 100 L/minX = ?

液相 1 次反応(k = 0.1 min⁻¹)を、各 2000 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 100 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 2000 L (×2)Q = 100 L/mink = 0.1 min⁻¹
X = %
6.むずかしい
V = 50 LV = 50 LQ = 50 L/minX = ?

液相 1 次反応(k = 0.3 min⁻¹)を、各 50 L の等しい 2 つの CSTR を直列につないで行う。供給速度は 50 L/min、密度は一定で、反応器は定常状態にある。全体の反応率 X をパーセントで求めよ。

V = 50 L (×2)Q = 50 L/mink = 0.3 min⁻¹
X = %

解答

  1. 1. V = 625 L
  2. 2. τ = 190 min
  3. 3. V = 119.8 L
  4. 4. V = 40.24 L
  5. 5. X = 88.89 %
  6. 6. X = 40.83 %

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。